洞庭湖区滩地不同土地利用类型土壤呼吸动态

土壤呼吸受到多种生物和非生物因素的影响,基于洞庭湖区滩地3种不同土地利用方式和不同时间尺度,分析土壤呼吸动态变化及与环境影响因子的关系,有助于深入了解滩地土壤呼吸变化的机理及精确推算碳的排放。采用LI-8100气体分析仪对洞庭湖区滩地芦苇地、农田、杨树林地土壤呼吸动态进行野外测定,分析不同土地利用类型土壤呼吸速率的日变化和季节变化,并对土壤呼吸速率与近地表温度、0～5 cm土壤含水量、0～5 cm土壤温度、空气湿度等环境因子之间的关系进行相关性分析。结果表明：3种土地利用类型土壤呼吸速率的季节和日变化比较明显,其动态均表现为单峰型,高峰值出现时间存在差异,而最低值大致出现在凌晨5：00;不同土地利用类型土壤呼吸作用强弱表现为芦苇地〉杨树林地〉农田;3种土地利用类型土壤呼吸速率均与近地表温度、0～5 cm土壤含水量、0～5 cm土壤温度极显著相关（P〈0.01）;杨树林地土壤呼吸速率与空气湿度呈极显著相关。总之,土壤呼吸主要受到温度和0～5 cm土壤含水量的协同作用。图2表3参11     

不同灌溉量对阿克苏地区枣树土壤呼吸速率的影响

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节,在全球气候变暖的背景下,研究土壤水分状况对土壤呼吸速率的影响机制对于预测未来土壤碳储量变化具有重要意义。基于此,以阿克苏地区的灰枣为对象,通过人为控制灌溉量（80 m3、120 m3、160 m3）,研究灌溉量对枣树土壤呼吸速率的影响。表明土壤呼吸速率在不同灌溉量下均出现单峰曲线,灌溉量的增大会促进土壤呼吸速率,过量则反之。土壤温度对土壤呼吸速率的影响显著差异。     

土地利用和覆被变化对土壤碳库和碳循环的影响

土壤是陆地生态系统的重要组成成分,其较小幅度的变化即影响到陆地植被的养分供应,同时可能影响到碳向大气的排放而加剧全球气候变化。本文概述了国内外土壤碳库和碳吸存的研究概况,并对土地利用和覆被变化对土壤碳库和碳循环影响的最新研究进展进行了详尽的阐述,旨在对科学地利用和保护有限的土壤资源,减缓土壤中温室气体排放、增加土壤碳截存,提高土壤质量,对退化土地的生态恢复及环境治理和保护提供理论参考。     

土地利用方式的改变对土壤呼吸及土壤微生物生物量的影响

土壤呼吸释放的CO2与土壤微生物生物量碳是全球碳循环中最为活跃的部分.作者对南京林业大学下蜀实习林场内天然次生栎林、马尾松人工林、毛竹林、板栗经济林和农田5种土地利用类型的土壤呼吸速率及土壤微生物生物量进行了测定,并分析了土地利用方式和各种土壤理化性质对土壤呼吸速率及土壤微生物生物量的影响.研究结果表明:①在5种不同土地利用类型中,农田的土壤呼吸速率显著大于马尾松林、栎林和毛竹林;板栗经济林的土壤呼吸速率显著大于毛竹林和马尾松林;其他各土地利用类型之间的土壤呼吸速率均无显著性差异.②在5种不同土地利用类型中,马尾松林的土壤微生物生物量显著小于农田、板栗经济林和毛竹林;农田的土壤微生物生物量显著大于栎林;其他各土地利用类型之间的土壤微生物生物量均无显著差异.③土壤呼吸速率与土壤微生物生物量、土壤温度(尤其是5cm深土壤温度)、土壤全钙含量、土壤全磷含量以及土壤碳氮比有显著相关关系;而与土壤全碳、全氮、土壤pH值等因子相关性不大.④土壤微生物生物量与土壤全钙含量、土壤全磷含量有显著相关关系;而与土壤pH值、土壤湿度等因子无显著相关关系.研究结果还表明:森林变为农田可能潜在地增加土壤CO2的释放;该地区土壤中磷的含量和有效性可能是限制土壤微生物生物量的重要因子.     

土壤碳库及其变化研究进展

土壤碳库变化对于全球温室效应、全球碳循环有重大的影响,土地利用方式变化而致的土壤碳库亏缺是大气CO2浓度升高的主要原因之一,发挥土壤碳汇效应已成为降低大气温室气体浓度、减缓全球温室效应的简便有效方法.综述了土壤碳库变化与全球温室效应的关系,详细介绍了当前国内外土壤碳库储量与分布以及土壤有机碳库变化动态与潜力研究的现状,并重点分析国内已有研究中存在的问题,最后提出开展土壤碳库及其变化研究的必要性与可能性,指出未来研究方向.     

藏东南原始暗针叶林土壤呼吸及其影响因子分析

【目的】探讨藏东南原始林土壤呼吸特征,为加深对藏东南亚高山森林生态系统土壤碳循环过程及其关键驱动因子的了解。【方法】]对色季拉山东坡林芝云杉林和急尖长苞冷杉林土壤理化特性、土壤呼吸速率及其相关环境因子进行了研究,分析了两种原始林土壤呼吸速率的变化规律及影响因子。【结果】(1)林芝云杉林和急尖长苞冷杉林土壤呼吸速率昼夜变化分别为“双峰”和“单峰”曲线,日平均土壤呼吸速率分别为3.92μmol.m-2.s-1和3.49μmol.m-2.s-1;林芝云杉林土壤呼吸速率对温度的响应较急尖长苞冷杉敏感。(2)土壤温度和含水率是影响两种林分土壤呼吸速率并造成差异的首要因子;白天土壤温度的影响力更大,而夜间则为土壤含水率。(3)土壤有机碳含量高会促进土壤呼吸速率,而土壤微生物量碳的作用则相反。【结论】西藏暗针叶林生长季土壤呼吸主要受土壤温度和水分调控,也与土壤有机碳和微生物量碳密切相关。     

藏东南原始暗针叶林土壤呼吸及其影响因子分析

【目的】探讨藏东南原始林土壤呼吸特征,为加深对藏东南亚高山森林生态系统土壤碳循环过程及其关键驱动因子的了解。【方法】]对色季拉山东坡林芝云杉林和急尖长苞冷杉林土壤理化特性、土壤呼吸速率及其相关环境因子进行了研究,分析了两种原始林土壤呼吸速率的变化规律及影响因子。【结果】(1)林芝云杉林和急尖长苞冷杉林土壤呼吸速率昼夜变化分别为“双峰”和“单峰”曲线,日平均土壤呼吸速率分别为3.92μmol.m-2.s-1和3.49μmol.m-2.s-1;林芝云杉林土壤呼吸速率对温度的响应较急尖长苞冷杉敏感。(2)土壤温度和含水率是影响两种林分土壤呼吸速率并造成差异的首要因子;白天土壤温度的影响力更大,而夜间则为土壤含水率。(3)土壤有机碳含量高会促进土壤呼吸速率,而土壤微生物量碳的作用则相反。【结论】西藏暗针叶林生长季土壤呼吸主要受土壤温度和水分调控,也与土壤有机碳和微生物量碳密切相关。     

亚热带毛竹林生态系统碳通量与土壤呼吸研究

以浙江省安吉县毛竹林(Phyllostachys edulis)生态系统为研究对象,利用开路涡度相关系统和LI-Cor8150自动观测系统,分析2014年毛竹林生态系统碳通量和土壤呼吸速率变化特征及其影响因子。结果表明,毛竹林土壤呼吸速率日变化为单峰曲线,最高值出现在14:00~16:00,最低值出现在06:00;净生态系统交换量(NEE)存在明显日变化特征,变化趋势为"双峰曲线",峰值分别出现在10:00和12:00;而生态系统呼吸(RE)和土壤呼吸速率呈相同的年变化趋势,为"单峰型",夏季高、冬季低,且均对温度变化较敏感。毛竹林土壤呼吸速率和生态系统呼吸量(RE)主要受高于20℃大气温度和5 cm土壤温度影响,与水分相关关系不显著。     

CO_2体积分数升高对土壤-植物系统碳过程的影响

从土壤和植物2个方面,综述了大气二氧化碳体积分数升高对生态系统碳过程的影响。大气CO2体积分数升高,提高了植物的光合速率,促进了生物量的累积,改变了植物的碳结构。高CO2体积分数导致植物基质（C／N）的变化将直接影响枯落物的分解速率。大气CO2体积分数升高通过影响植物生长而间接地对土壤生态过程产生影响。由于高CO2体积分数下碳输入和输出的关系还存在很多不确定性,因此还不能推断高CO2体积分数下土壤碳库是增加还是减少。不同的生态系统类型,对高CO2体积分数的响应状况也不一致。今后应定量研究CO2体积分数升高条件下生态系统各分室碳库的动态,明确土壤、植物和大气碳库储量变化及其之间的碳通量,以便定量化生态系统碳收支对高CO2体积分数升高的响应。另外,还应加强CO2体积分数升高与其他全球变化因子的耦合作用研究,探讨其相互作用的机制,将有助于全面了解全球变化条件下生态系统的碳循环过程。     

1979—2020年杭州市富阳区土地利用对耕层土壤有机碳储量变化的影响

土地利用变化对陆地生态系统碳储量变化影响显著,在制定土地政策时,必须考虑土地利用变化对土壤碳储量的动态影响。以杭州市富阳区为研究对象,探讨了1979—2006年间土地利用变化对碳储量的影响,并预测评价了县区级土地利用规划政策对土壤碳库的影响。结果显示:研究区1979—2006年间土地利用变化导致全区植被碳总量损失为273.4 Gg,表层土壤(0—20 cm)有机碳总量损失为771.0 Gg,建设占用耕地和林地是导致土壤碳储量下降的主要原因。预测2006—2020年间研究区植被碳损失的年均速率将减至25.93 kg·hm^-2,土壤有机碳损失的年均速率将减至27.48 kg·hm^-2。制定合理政策和有效措施来保护林地,抑制建设用地增长,扭转土壤碳损失趋势势在必行。     

侵蚀红壤植被恢复过程中土壤呼吸与土壤性质的关系

土壤性质是影响土壤呼吸的重要因素。研究了植被恢复对红壤侵蚀裸地土壤呼吸的影响,并探讨了土壤呼吸速率与土壤性质的关系。红壤侵蚀裸地土壤呼吸年平均速率仅0.43μmo.lm-.2s-1,恢复为百喜草地、板栗园和马尾松林后土壤呼吸速率增加了3.3-6.1倍,但仍显著低于次生林的土壤呼吸速率。土壤呼吸速率与土壤表层0-20 cm内有机C、全N、有效性N、C/N均有显著的正相关关系,但除C/N外,其相关性均随取样深度增加而下降。而土壤呼吸速率与土壤全P、有效P、全K、速效K没有显著相关关系,与土壤容重和土壤表层团聚体破坏率则呈显著负相关。因此,在红壤严重侵蚀地恢复过程中,土壤性质的恢复尤其是C、N和表层土壤结构是决定土壤呼吸速率大小的重要因素。     

晋西黄土区土壤呼吸日变化特征及其与环境因子的关系

土壤呼吸是陆地生态系统的碳循环中土壤碳的主要输出途径,利用便携式土壤呼吸测定仪LCpro+对晋西黄土区6种典型植被类型进行土壤呼吸速率的测定,另外同时测量相关的温度、湿度等环境因子,进而对土壤呼吸的日变化特征及与土壤温度和土壤湿度进行简单相关性分析和回归分析。结果表明:试验区内不同植被类型土壤呼吸速率日变化呈单峰型,中午12:00~13:00最大,凌晨5:00~6:00最小,均值由大到小依次为耕地(5.846)、次生林(4.305)、油松林(3.858)、刺槐林(3.456)、灌草地(2.220)、荒草地(1.355),退耕还林有利于减少土壤CO2输出;土壤呼吸与土壤温度的回归分析符合指数正相关关系,Q10值由大到小依次为灌草地(2.03)、耕地(1.88)、荒草地(1.86)、次生林(1.82)、油松林(1.75)、刺槐林(1.73),土壤呼吸与土壤湿度关系为对数模型的负相关模型,由多元回归分析得出土壤呼吸最主要的决定力是土壤温度。     

土地利用变化对生态系统碳汇-碳源的影响研究——以河北武安市为例

土地利用变化引起的生态系统类型转变对于区域碳循环有着极其重要的作用。运用1997～2008年土地利用变更数据,煤、石油、天然气燃烧的碳排放量,对河北省武安市碳汇-碳源进行了估算,结果表明1997～2008年武安市碳汇处于不稳定状态,碳源呈明显增加趋势。武安市碳增汇由1997年的绿灯区转变为2008年的红灯区。各乡（镇）碳汇-碳源变化的区域差异显著,其中12个乡（镇）处于红灯区,10个乡（镇）处于绿灯区。笔者根据结果提出增加碳汇,减少碳排放的建议,旨在为区域的减排目标和可持续发展提供借鉴。     

退耕还林还草过程中不同土地利用方式土壤呼吸作用及其碳收支评估

采用动态密闭气室法对黄土高原水蚀风蚀交错区9种土地利用方式植物生长季节内(2010年6—10月)土壤呼吸速率及其主要影响因子进行测定,分析不同土地利用方式间土壤呼吸的差异性和土壤呼吸对温度、土壤水分、叶面积指数等因子的响应,对7种土地利用方式土壤碳收支进行了估算。结果表明,植物生长季节内,不同土地利用方式下土壤呼吸速率呈多峰型变化趋势。裸地、农地、梯田农地、苜蓿地、撂荒地、长芒草地、荒草地、沙柳地、沙蒿地的土壤呼吸速率季节变化范围分别为0.18～1.05、0.30～2.08、0.50～1.71、0.53～2.78、0.26～1.08、0.39～1.93、0.30～2.27、0.43～1.43、0.39～1.26μmol·m-2·s-1。9种土地利用方式下土壤呼吸速率均与气温和5、10、15cm地温呈显著相关(P<0.05)或极显著相关(P<0.01),而与0～6cm土壤水分相关性不显著。9种土地利用方式下地温对应的Q10值均表现为15cm地温>10cm地温>5cm地温。研究区域内土壤呼吸速率与其地上植被叶面积指数呈极显著线性相关关系(r=0.679,P<0.01)。     

博斯腾湖人工和天然芦苇湿地土壤呼吸动态变化规律及其影响因素

为研究干旱区淡水湖泊湿地土壤呼吸作用的动态变化及其影响因素,以博斯腾湖人工和天然芦苇(Phragmites australis)湿地为样地,于2014年11月—2015年9月,利用LI-840A土壤碳通量自动测定仪对土壤呼吸的日变化和季节动态进行了监测。结果表明:人工、天然芦苇湿地土壤呼吸速率的日变化表现为明显的单峰曲线,且呈现出一定的波动性;两种芦苇湿地土壤呼吸速率均具有明显的季节变化特征,生长旺盛期(7—8月)的土壤呼吸作用最强,越冬期(11月)土壤呼吸作用最弱;博斯腾湖芦苇湿地土壤呼吸速率为正值,且人工芦苇湿地土壤呼吸速率高于天然芦苇湿地;5 cm深土壤温度、近地表温度和空气相对湿度是土壤呼吸速率的主要影响因素;人工、天然芦苇湿地土壤呼吸速率均与土壤p H和盐分呈负相关,而与土壤有机碳呈正相关。     

城市化进程中土地利用方式改变对土壤有机碳库的影响——以上海三林楔形绿地为例

研究城市化进程中土地利用方式转变引起的有机碳含量变化,识别土壤有机碳的空间格局,对城镇化建设具有重要指导作用。以上海市三林楔形绿地为对象,通过遥感影像资料获取其土地利用方式和面积,并通过对不同土地利用方式的土壤进行采样,分析土地利用变化对土壤有机碳含量和密度的影响,估算三林楔形绿地拟建成后的土壤有机碳储量。结果表明:三林楔形绿地开放土壤和封闭土壤有机碳含量分别为7.51 g·kg^-1和4.67 g·kg^-1,绿地开放土壤有机碳含量和密度显著(P<0.05)高于封闭土壤。相比现有土壤有机碳储量(2.99×10⁴ t),拟建成后土壤有机碳库变化较大,有机碳储量预估可达到6.29×10⁴ t,其中开放土壤的有机碳储量为5.38×10⁴ t,约为现有土壤有机碳储量的1.8倍。本研究阐明城镇化建设中土地利用方式转变对土壤有机碳库的影响,对准确量化城市化土壤有机碳库及评估城市碳平衡具有重要意义。     

西藏林芝不同土地利用方式的土壤团聚体及其有机碳分布

为揭示西藏林芝地区不同土地利用方式对土壤团聚体及其有机碳含量的影响,以八一镇耕地(FL)、蔬菜大棚(VG)、撂荒地(AL)、草地(GL)、次生林地(SF)为研究对象,采用干筛法对土壤团聚体进行分级,分析团聚体及其有机碳、易氧化有机碳的含量和分布。结果表明:在0~20 cm土层,各土地利用方式下基本以≥2 mm团聚体为主,其含量大致表现为GL、AL高于VG和FL,表明与农用地(FL、VG)相比,自然生态系统的土壤结构较好。土壤团聚体有机碳和易氧化有机碳的含量在不同土地利用方式下整体表现为0~10 cm>10~20 cm,大团聚体(≥0.25 mm)高于微团聚体(<0.25 mm),并以≥2 mm团聚体的贡献率最高,碳汇能力较强。结果说明,自然生态系统的土壤结构较好,草地、林地的开垦行为将导致土壤结构变差。实施保护性耕作措施,减少草地、林地的人为干扰有利于提高土壤有机碳库的稳定性,发挥土壤"碳汇"功能。     

经营干扰对森林土壤有机碳的影响研究概述

陆地碳循环与全球气候变化之间的相互关系是当前环境问题研究的核心内容之一.森林是陆地生态系统中最大的有机碳的贮库,是陆地生态系统中重要的碳汇和碳源,且和人类的活动息息相关.结合国内外农、林业研究成果,就施肥、耕作、栽培方式、森林采伐和森林火灾等因素对森林土壤有机碳的影响进行了评述.初步认为:施用有机肥和矿质肥料,对土壤有机碳储量有很大的提高作用;对耕作土壤应该采取保护性措施,降低耕作强度或采取免耕覆盖、作物残留物管理、降低夏季休闲等措施使农业土壤由碳源转变为碳汇;由于土地开垦引起土壤有机碳的损失,因此对不适宜长期持续性耕作的土地和因植被破坏退化严重的土地,采取改变土地利用方式,植树种草,恢复和保护多年生植被.通过人为管理措施,科学地利用和保护有限的土地资源,减缓土壤中温室气体排放,增加土壤有机碳的截存,提高土壤质量.参41     

辽河保护区不同土地利用方式下土壤的有机碳含量特征

基于野外调查采样和室内分析,研究辽河保护区3种土壤类型(草甸土、潮土和沼泽土)、4种土地利用方式(旱田、水田、林地和草地)下土壤总有机碳、溶解性有机碳和微生物生物量碳的含量特征。结果表明,辽河保护区不同土地利用方式下土壤的总有机碳、溶解性有机碳和微生物生物量碳含量差异显著(P0.05),旱田和水田土壤的总有机碳和微生物生物量碳含量均显著高于林地和草地的,草地土壤溶解性有机碳含量显著高于旱田、水田和林地的。草甸土不同土地利用方式下土壤的总有机碳含量、溶解性有机碳含量和微生物生物量碳含量均随剖面深度(0~60 cm)的增加呈逐渐降低的趋势。相关性分析结果表明,土壤总有机碳含量与微生物生物量碳含量呈极显著正相关(P0.01),二者与土壤溶解性有机碳含量的相关性无统计学意义。结果表明土地利用方式的改变将影响到辽河流域土壤有机碳的存在形态和含量。